應(yīng)用自動控制和電子計算機實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動化,，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一,近年來電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了溫室控制方面的一場革命,對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)增質(zhì)增量產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效應(yīng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到了長足的進(jìn)步,，溫室工程已成為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分,。計算機自動控制的智能溫室自問世以來，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段和措施,。它的功能在于以先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)施,，人為控制作物生長的環(huán)境條件,，使作物生長不受自然氣候的影響，做到常年工廠化,，進(jìn)行高效率,，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。
一個完整的溫室大棚自動控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng),，包括以下幾個部分：
1,，現(xiàn)場的監(jiān)測元件：包括溫度監(jiān)測、濕度監(jiān)測,、CO2濃度等監(jiān)測元件,。這些裝置相當(dāng)于整個控制系統(tǒng)的眼睛，實時監(jiān)測大棚的狀況,，以便實施控制,。
2，執(zhí)行結(jié)構(gòu)：如各種泵,，加熱器,，CO2 發(fā)生裝置，照明控制裝置等執(zhí)行機構(gòu),。這些裝置相當(dāng)于整個控制系統(tǒng)的手,，自動控制系統(tǒng)的指令通過這些設(shè)備得到執(zhí)行，以達(dá)到控制目標(biāo),。
3,，A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊。因為自動控制系統(tǒng)不能識別各種電信號,，必須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號才能為計算機所識別,，同樣計算機發(fā)出的也是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。這些設(shè)備如同人的神經(jīng)系統(tǒng),，把各個信號傳遞到大腦,，并把控制信號傳遞到各執(zhí)行機構(gòu)。
4,，控制系統(tǒng)主機：主機實施各種控制方案" title="控制方案">控制方案,，并依據(jù)不同的環(huán)境、作物,、生長期實施不同的控制方案,。是這個控制系統(tǒng)的核心,，相當(dāng)于大腦。
5,，人機交互" title="人機交互">人機交互系統(tǒng)：工作人員可以通過人機交互系統(tǒng)了解系統(tǒng)的工作情況,，并可通過人機交互系統(tǒng)對控制系統(tǒng)下發(fā)人工指令，設(shè)定控制主機的工作環(huán)境,。人機交互系統(tǒng)通過紫金橋組態(tài)軟件就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的人機交互,。
以上的分類是一個典型的控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的繁簡情況,，系統(tǒng)的配置會有所增減,。如有的小系統(tǒng)，就直接用計算機做為控制系統(tǒng)主機了,，和人機交互系統(tǒng)合二為一了,。
功能敘述
溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但通常所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度,、光照,、CO2濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息,，通過邏輯運算和判斷控制相應(yīng)溫室設(shè)備運作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境,。輸出和打印設(shè)備可幫助種植者作全面細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù),。系統(tǒng)主要具備以下幾部分功能：
1,、綜合環(huán)境控制
采用計算機實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)比較分析，四季連續(xù)工況調(diào)控系統(tǒng),。,，比例調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度與通風(fēng),。CO2 發(fā)生裝置按需比例調(diào)節(jié)環(huán)境CO2濃度,，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內(nèi)光照強度的前提下,，組合調(diào)節(jié)環(huán)境溫度與通風(fēng),，達(dá)到強制降低環(huán)境溫度的效果。通過計算機對溫室各電動執(zhí)行器進(jìn)行整體調(diào)節(jié),，自動調(diào)控到作物生長所需求的溫,、濕,、光,、水、氣等條件,，另外通過臭氧消毒凈化器對溫室進(jìn)行消毒,。
2,、肥水灌溉控制
采用計算機肥水灌溉運籌系統(tǒng)。根據(jù)作物區(qū)的需要,，對水培區(qū)的營養(yǎng)液成分,，PH和EC值進(jìn)行綜合調(diào)控。對基培和土培區(qū)主要是根據(jù)作物生產(chǎn)需要,，設(shè)定基質(zhì),、土壤的水勢值，自動調(diào)節(jié)滴灌,、噴灌系統(tǒng)的灌溉時間和次數(shù),。
3、緊急狀態(tài)處理
采用計算機實測環(huán)境參數(shù),、狀態(tài)極限值反饋報警保護(hù)系統(tǒng)" title="保護(hù)系統(tǒng)">保護(hù)系統(tǒng),。根據(jù)作物的各項參數(shù)設(shè)定溫室環(huán)境的極限值和作物生長環(huán)境參數(shù)極限值報警保護(hù)系統(tǒng)，提高了整個系統(tǒng)安全性,。
4,、信息處理
采用計算機集散控制信息管理系統(tǒng)。信息處理由中心控制計算機完成,。主機通過局部數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場控制機相連,，實現(xiàn)遠(yuǎn)動雙向控制及全系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理。其功能包括運行實時參數(shù)執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯著,，歷史數(shù)據(jù)存儲,、檢索，數(shù)據(jù)平均值報表,、曲線顯示與打印,。
下面我們以葡萄溫室和黃瓜、番茄溫室為例,，介紹其生長參數(shù)：
葡萄溫室：
a,、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內(nèi)溫度為5℃。休眠期以后白天需控制溫室內(nèi)溫度為25-30℃,，夜間需控制在15-18℃,。
b、濕度需保持在50-75%不能超過95%,。
c,、光照強度應(yīng)保持在45000-55000勒克斯
d、二氧化碳濃度" title="二氧化碳濃度">二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右,。
e,、PH值保持在7-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰,，隨時進(jìn)行調(diào)整,。
黃瓜、番茄溫室：
a,、在苗期需保持溫室內(nèi)溫度在13-15℃,，定植后白天上午應(yīng)保持在25-28℃，下午應(yīng)保持在20-25℃,，夜間應(yīng)保持在15-18℃,。
b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%,，夜間保持在85-90%,；番茄白天保持在65-75%，夜間保持在75-85%,。
c,、光照強度番茄應(yīng)保持在50000勒克斯左右，保證12個小時光照,；黃瓜應(yīng)保持在40000勒克斯左右,，保證8-10小時光照。
d,、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右,。
e、PH值保持在6.5-7.5,。
f,、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進(jìn)行調(diào)整,。
實踐標(biāo)明,，通過計算機自動控制系統(tǒng)大大降低了工作量，而且由于能精準(zhǔn)控制農(nóng)作物生長環(huán)境,，作物產(chǎn)量和質(zhì)量都大幅度提高,，帶來了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
一個完整的溫室大棚自動控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng),，包括以下幾個部分：
1,，現(xiàn)場的監(jiān)測元件：包括溫度監(jiān)測、濕度監(jiān)測,、CO2濃度等監(jiān)測元件,。這些裝置相當(dāng)于整個控制系統(tǒng)的眼睛，實時監(jiān)測大棚的狀況,，以便實施控制,。
2，執(zhí)行結(jié)構(gòu)：如各種泵,，加熱器,，CO2 發(fā)生裝置，照明控制裝置等執(zhí)行機構(gòu),。這些裝置相當(dāng)于整個控制系統(tǒng)的手,，自動控制系統(tǒng)的指令通過這些設(shè)備得到執(zhí)行，以達(dá)到控制目標(biāo),。
3,，A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊。因為自動控制系統(tǒng)不能識別各種電信號,，必須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號才能為計算機所識別,，同樣計算機發(fā)出的也是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。這些設(shè)備如同人的神經(jīng)系統(tǒng),，把各個信號傳遞到大腦,，并把控制信號傳遞到各執(zhí)行機構(gòu)。
4,，控制系統(tǒng)主機：主機實施各種控制方案" title="控制方案">控制方案,，并依據(jù)不同的環(huán)境、作物,、生長期實施不同的控制方案,。是這個控制系統(tǒng)的核心,，相當(dāng)于大腦。
5,，人機交互" title="人機交互">人機交互系統(tǒng)：工作人員可以通過人機交互系統(tǒng)了解系統(tǒng)的工作情況,，并可通過人機交互系統(tǒng)對控制系統(tǒng)下發(fā)人工指令，設(shè)定控制主機的工作環(huán)境,。人機交互系統(tǒng)通過紫金橋組態(tài)軟件就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的人機交互,。
以上的分類是一個典型的控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的繁簡情況,，系統(tǒng)的配置會有所增減,。如有的小系統(tǒng)，就直接用計算機做為控制系統(tǒng)主機了,，和人機交互系統(tǒng)合二為一了,。
功能敘述
溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但通常所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度,、光照,、CO2濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息,，通過邏輯運算和判斷控制相應(yīng)溫室設(shè)備運作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境,。輸出和打印設(shè)備可幫助種植者作全面細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù),。系統(tǒng)主要具備以下幾部分功能：
1,、綜合環(huán)境控制
采用計算機實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)比較分析，四季連續(xù)工況調(diào)控系統(tǒng),。,，比例調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度與通風(fēng),。CO2 發(fā)生裝置按需比例調(diào)節(jié)環(huán)境CO2濃度,，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內(nèi)光照強度的前提下,，組合調(diào)節(jié)環(huán)境溫度與通風(fēng),，達(dá)到強制降低環(huán)境溫度的效果。通過計算機對溫室各電動執(zhí)行器進(jìn)行整體調(diào)節(jié),，自動調(diào)控到作物生長所需求的溫,、濕,、光,、水、氣等條件,，另外通過臭氧消毒凈化器對溫室進(jìn)行消毒,。
2,、肥水灌溉控制
采用計算機肥水灌溉運籌系統(tǒng)。根據(jù)作物區(qū)的需要,，對水培區(qū)的營養(yǎng)液成分,，PH和EC值進(jìn)行綜合調(diào)控。對基培和土培區(qū)主要是根據(jù)作物生產(chǎn)需要,，設(shè)定基質(zhì),、土壤的水勢值，自動調(diào)節(jié)滴灌,、噴灌系統(tǒng)的灌溉時間和次數(shù),。
3、緊急狀態(tài)處理
采用計算機實測環(huán)境參數(shù),、狀態(tài)極限值反饋報警保護(hù)系統(tǒng)" title="保護(hù)系統(tǒng)">保護(hù)系統(tǒng),。根據(jù)作物的各項參數(shù)設(shè)定溫室環(huán)境的極限值和作物生長環(huán)境參數(shù)極限值報警保護(hù)系統(tǒng)，提高了整個系統(tǒng)安全性,。
4,、信息處理
采用計算機集散控制信息管理系統(tǒng)。信息處理由中心控制計算機完成,。主機通過局部數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場控制機相連,，實現(xiàn)遠(yuǎn)動雙向控制及全系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理。其功能包括運行實時參數(shù)執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯著,，歷史數(shù)據(jù)存儲,、檢索，數(shù)據(jù)平均值報表,、曲線顯示與打印,。
下面我們以葡萄溫室和黃瓜、番茄溫室為例,，介紹其生長參數(shù)：
葡萄溫室：
a,、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內(nèi)溫度為5℃。休眠期以后白天需控制溫室內(nèi)溫度為25-30℃,，夜間需控制在15-18℃,。
b、濕度需保持在50-75%不能超過95%,。
c,、光照強度應(yīng)保持在45000-55000勒克斯
d、二氧化碳濃度" title="二氧化碳濃度">二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右,。
e,、PH值保持在7-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰,，隨時進(jìn)行調(diào)整,。
黃瓜、番茄溫室：
a,、在苗期需保持溫室內(nèi)溫度在13-15℃,，定植后白天上午應(yīng)保持在25-28℃，下午應(yīng)保持在20-25℃,，夜間應(yīng)保持在15-18℃,。
b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%,，夜間保持在85-90%,；番茄白天保持在65-75%，夜間保持在75-85%,。
c,、光照強度番茄應(yīng)保持在50000勒克斯左右，保證12個小時光照,；黃瓜應(yīng)保持在40000勒克斯左右,，保證8-10小時光照。
d,、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右,。
e、PH值保持在6.5-7.5,。
f,、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進(jìn)行調(diào)整,。
實踐標(biāo)明,，通過計算機自動控制系統(tǒng)大大降低了工作量，而且由于能精準(zhǔn)控制農(nóng)作物生長環(huán)境,，作物產(chǎn)量和質(zhì)量都大幅度提高,，帶來了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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